碳化木相关知识汇总

一、 木材内部水移动：纤维饱和点以上：表层自由水蒸发完毕，吸着水开始蒸发，表层木材开始收缩，胞腔微毛细管直径变小，表层直径小于内层直径，表面张力与直径成反比，表层张力大于内层张力，在毛细管张力差下使液态水由里向外移动。此外，由于木材内部水分多于表层水分，形成内高外低的含水率梯度，促进水分由里向外移动。纤维饱和点以下：当含水率降至纤维饱和点以下，木材内层细胞腔内无液态水存在。由于木材内部水分多于表层，形成内部水蒸汽压力大于外部，使水分以水蒸汽形式由内向外移动。二、 干燥过程中应力的变化过程及原因：1） 木材十燥可分为两个阶段，即自由水排除阶段和结合水排除阶段。自由水排除阶段不产生应力，只有结合水排除阶段才产生应力。2） 干燥开始后，在很短的时间内，木材表层含水率降到纤维饱和点以下并产生压应力，而表层收到内层的拉伸产生拉应力。3） 随着干燥的进行，内层含水率也降到纤维素饱和点以下并产生干缩，直到内外层之间没有相互作用为止。此时虽然没有相互作用，但存在含水率梯度以及表层的残余变形，因此存在含水率应力和残余应力。4） 随着干燥的继续，内层进一步收缩，而表层因干缩变的不能收缩，致使内层受拉表层受压，因而内层产生拉应力而表层产生压应力。5） 干燥结束后，随着木材含水率的逐步平衡，含水率梯度消除，含水率应力消失，但由于存在残余变形，因此木材内部还存在残余应力。三、 木材干燥的干燥工艺：周期式强制循环木材干燥室的干燥工艺过程包括：准备工作、干燥基准（工艺）的控制、干燥结束和木材贮存等工序。1、准备工作：干燥前的准备工作包括干燥设备检查、指定或者选择干燥基准、确定最终含水率和干燥质量指标、锯制检验板和试验板、含水率测试、材堆近干燥室等。2、干燥基准的控制：A.干燥室启动。B.锯材与热处理：加热木材，并使木材热透。使含水率梯度和温度梯度的方向保持一致，消除木材的生长应力，对于半干材和气干材还有消除表面应力的作用，对于生材和湿材，预热处理可以使含水率偏高的木材蒸发一部分水分，使含水率趋于一致。同时，预热处理也可以降低纤维饱和点和水分的粘度，使木材表面的毛细管扩张，提高木材表面水分移动的速度。C.干燥室温度和湿度的调节。D.中期处理：喷蒸处理，使木材表面的水分蒸发停止，甚至有点吸湿，让木材内部的水分向木材表面移动，从而减少木材的应力。E.终了处理，当锯材干燥到终含水率并经平衡处理后，需终了处理。消除木材横断面上含水率分布的不均匀，消除残余应力。3、干燥结束：木材冷却后卸出，以防木材的开裂。4、木材的贮存：技术上要求含水率不发生大幅度波动。对于贮存时间较长的木料，应按树种，规格分别堆放成互相衔接的密实材堆，一次减轻木料的变化程度。四、 碳化木地板有哪些优缺点炭化地板的优点1、稳定木材经过碳化处理后，木质纤维孔高度集成，消除了木材的内应力，使木材更坚固，并且不再热胀冷缩。2、冬暖夏凉不管是竹炭、还是木炭，都有吸热保温的作用，这是常识。3、防潮木材经过碳化处理后，木质纤维孔密集、集中。水渍很难浸入木材里面。4、防腐木材经过高温处理后，木质中的有机物全部分解变性，使真菌无生存空间。碳化地板的缺点1、失去水分的木材比包含水分的木材要脆，碳化地板虽然坚固，但失去了木材原有的弹性。脚感和触感不及其他地板柔软舒适。2、经过高温和干化，使碳化地板少了一点原汁原味。虽然碳化地板没有异味，但也没了木材纯天然的清香。3、经过碳化处理的地板，虽然保留了木材的天然纹理，但却失去了天然的色泽，碳化地板往往以深色系为主，颜色不及其他地板鲜艳明亮。五、碳化木的特点及生产工艺炭化木是经过炭化处理的木材，炭化，炭字下是火，顾名思义,必须满足无水，高温的条件，为保护木材强度,控制炭化过程，必须有保护介质.炭化木是深度炭化木，深度炭化木是指用最高212°C左右的过热蒸汽对木材进行长时间热解处理得到的木材，炭化木素有“物理防腐木”之称。，由于其营养成分被破坏，使其具有较好的防腐防虫功能，由于其吸水官能团半纤维素被重组，使产品具有较好的物理性能。木材在使用过程中，随着环境的变化，会发生开裂，世友炭化木通过对木材进行改性处理，提升了木材的稳定性，大大减少木材开裂的程度；木材通过炭化，稳定性提升50%以上，变形系数显著降低；木材在使用过程中，由于紫外线照射，颜色会发生变化，炭化木也不例外，但是涂刷户外保护涂料，可以延缓木材的变色；木材由于早、晚材的不同，以及边材、心材的不同，颜色会有一定的差异，世友炭化木在出厂的时候每一块炭化木都经过挑选，同一块地板基本上无色差。1、 不易变形通过超高温对木材进行热解处理，降低木材组分中羟基的浓度，从而减小木材的吸湿性和内应力，达到减少木材变形的目的。2、 强耐腐通过超高温对木材进行热解处理，木材组分在超高温热处理过程中发生了复杂的化学反应，改变木材的某些成分。一方面，减少了木材腐朽菌的营养物质，从食物链这一环节上抑制菌类在木材中的生长，提高木材的耐腐性能；另一方面，木材中发生复杂的化学反应产生一些对腐朽菌有害的酸性物质，抑制腐朽菌的生长，从而提高木材的耐腐性。3、 防潮性：木材经炭化处理，使木材的水吸附机理发生了变化，随着处理温度的升高，吸湿性能强的半纤维素在处理过程中降解产生糠醛等物质，使得木材的吸湿性下降，水分子与木材分子之间的氢键减少，从而大大降低了木材的吸湿性和吸水性，能让经炭木在湿空气中保持较低的含水率。减小了木材在使用中因水分变化引起的变形，收缩和湿胀。4、 色泽均匀、有光泽通过超高温对木材进行热解处理，木材颜色均匀。木材内部的一些矿物质，在超高温处理后，部分析出到木材表层，焕发出光泽。5、纹理清晰通过超高温对木材进行热解处理，木材早晚材体现的更加明显，年轮清晰，纹理自然、美观。6、健康、环保炭化木内不添加任何的化学防腐剂，确保炭化木的健康、环保，皮肤可以直接接触炭化木。炭化木加工流程：原木f锯切f高温煮料f高温烘干f高温碳化f传统工艺制做f各种产品碳化木具有了木材所具有的特性外，其特有的高稳定性、高防腐性及价格比一般木制品贵等特点，决定了碳化木非常适用于户外，户外用材考虑其满足功能性要求外，还特别注重其视觉效果。碳化木除用于别墅用材，园林景观外，还可以用于市政工程，也称“城市家具”。炭化木使用注意事项：炭化木不宜用于接触土壤和水的环境。炭化木较未处理材握钉力有下降，所以推荐使用先打孔再钉孔安装来减少和避免木材开裂。炭化木在室外使用时建议采用防紫外线木材涂料，以防天长日久后木材退色。炭化木的质量指标主要有木材平衡含水率比未处理材低3%左右，干缩率小于5%，优于柚木的7%。影响木材干燥速度之因子分析前言木材干燥时，其中所含水分（自由水，约束水，水蒸气）是利用不同的机构，经由不同的流通管道，自中心移至表面而蒸发。在移动过程中，水分可能随木材中的实际状况自某一形式转换为另一形式。一般生材在常温下其约束水约占其全干重的30%，余者除极微量的水蒸气外，均为自由水。以大叶桃花心木为例，其原始含水率约60%左右：故可粗估一半为约束水，一半为自由水。若为台湾杉，因其原始含水率高达150%以上，故其自由水亦增为约束水的4倍以上。约束水的含量永远是一常数（30%左右）。水分移动的速率完全受制于下列因素。物理因素温度、相对湿度、和空气循环等物理因素对木材水分移动的影响乃一深奥而复杂的学科，本文仅简要叙述其基本原理。（1）温度热（heat）是木材水分蒸发时必须获得运动能量的根源，同时水分蒸发的快慢全赖单位时间内热能的供应情形以及加热媒体（空气）吸收水分的能力而定。干燥是由木材表面逐渐向内层进行，假如温度一定，则蒸发率会随木材水分的减少以及空气中蒸气压力的增加而逐渐降低。所以，欲保持稳定的蒸发率，必须能使木材水分获得附加热能，或者降低干燥窑内的蒸气压力。此可藉提高温度（更多的热能）或降低相对湿度（较低的蒸气压力）以达成。故欲使温度在50°C（122下）时之蒸发率等于70°C（158oF）之蒸发率，则必须尽量降低相对湿度；藉增加干燥空气的水分亲和力来补偿热能的减少。但如此处理可能会形成剧烈的水分梯度，使木材发生干裂而招致“贬质”。另一方面，提高温度可加速水分的移动，虽需维持较高的湿度以防干裂，但不致过份影响干燥速率。谈到温度，有一事应牢记于心，即在干燥过程中窑内之干球温度必高于木材温度。当木材含有自由水时，其温度约等于湿球温度，而且只要有充足的水分移至木材表面，必会一直保持此一温度。一俟自由水的供应量减低，而木材之含水率接近纤维饱和点时，木材温度会开始上升向干球温度靠近。倘若木材之含水率达于零点（0%），其温度也可能达到干球温度。含有大量自由水之生材，每蒸发一克水需要580卡的热量。含水率低于30%时，则需要较多的热量。（2）相对湿度与平衡含水率所谓相对湿度，是指在某一特定温度与压力下，单位体积空气中所含水蒸气的总量与在同一条件（温度、压力、体积不变）下空气呈饱和状态时所含水蒸气总量之比率而言。例如：在常压与60°C时每立方公尺（m）空气所含饱和水蒸气之总重量应为131克，而今仅含有72克，则其RH为72/131:或55%。提高空气温度即可提高其含蓄（保持）水分的能力：是故温度提高后必须在单位体积内增加水分，方能使其饱和或维持原有湿度，否则相对湿度必会降低。例如：将600C相对湿度100%之温度升高为70C，由于空气含蓄水分之能力增加，其相对湿度则降为64%。木材干燥时，是以干湿球湿度计来测定相对湿度。干湿球温度读数的差异谓之“湿球差”，与大气的相对湿度直接有关。湿布袋蒸发愈怏，湿球之温度愈低，湿球差亦愈大，相对湿度也就愈低。窑内之相对湿度并不能直接显示其干燥能力，所以干燥基准表均以干球温度和湿球温度（或平衡含水率）二者，或干球温度、湿球温度、以及平衡含水率三者来表示（组合）之。例如，干燥某种木材，开始时，所用之干球温度为60CC140下）湿球差度为50C（90F），则其平衡含水率为13%。温度愈高，平衡含水率愈低则干燥愈快。根据此一观念，即可巧妙操纵窑内条件，以控制干燥速度。在干燥过程中由干球温度与相对湿度所形成之平衡含水率仅与被干木材的直接表面有关；但其也可作为窑内干燥条件以及木材水分梯度激烈程度的指针。（3）空气循环窑干时，需要持续不断的空气循环以便将热量传送到被干木材，同时将木材所蒸发的水分带离村面。为提高干燥效率，此循环气流在通过材堆之前必须不断地予以“调整”，使其温度与湿度有利于水分移动。再者，此循环气流的运动速度亦必须够快，傅使木材表面水分能有效地蒸发。当干而热的气流通过材堆之后，自会变得较凉而潮湿。如果风速不够强，则材堆中间的干燥条件必会偏离控制室（仪表）内所设定标准，降低了干燥速度，高风速同时也可以减少窑内的循环死角促进均匀干燥。木材干燥时，其表面之水分并未直接进入主要的人工气流。在此人工气流（即循环气流）与木材之间尚存有一层运动缓慢并呈饱和状态的薄膜称作“境界层”。此境界层之蒸气压力比人工气流高出甚多甚多，对木材水分蒸发具有极大影响。所以，为维持所期望的干燥速度，尽快将境界层内的水分移走至为重要；此可籍控制人工气流的循环速度以达成。急速的循环气流可减少境界层之影响，因此在干燥初期当材面甚湿需要蒸发和移除时，采用高速循环气流比较有利。当木材含水率接近纤维饱和点时，水分的扩散作用成为干燥速率的限制因子。由于水分扩散至材面速度较慢，境界层之蒸气压力变低，故无需藉高速循环气流来移除较少量的蒸发水分。换言之，当木材含水率降低接近纤维饱和点时，风速对蒸发率之影响亦减弱；最好降低风速（循环气流）以节省能源。为达此一目的，循环系统可使用变速马达，干燥初期采用高速，中期以后采用低速。近年来一般干燥工厂多偏爱高速循环气流，故而增加风扇直径和马达转速，以及加宽材堆与窑壁间的信道。但应了解，电力消耗与风速之立方成正比。风速对热移转的速率亦稍具影响，唯当木材之含水率低于FSP时其影响力更为减弱。热移转速率主要是受温差（人工气流与木材表面问）影响，而蒸发率又对温差具某种程度的影响。假如风速不变，则自人工气流到木材表面的热移转速率大概与温差成正比。在初期，木材很湿（含水率甚高），木材表面与人工气流之温差与湿球差相等。此时大量热传至木材表面用以蒸发自由水，热移转速率达到最高峰。稍后，每块木材的内层亦逐渐到达FSP,木材温度渐与人工气流相等，而热移转速率亦随之降低。继续干燥，当含水率低于FSP时，热移转速率更进一步降低以致影响到干燥速度，此时必须提高温度才能保持适当的干燥速度；风速对干燥速度极少作用。此即在干燥末期需要提高温度降低风速的原因。木材因素木材不同干燥性质亦异。影响干燥速度的重要因素有树种、厚度、边材与心材，以及平锯板与象锯板，兹简要说明如下：（1）树种许多树种彼此间的物理性质具有极大差异，影响木材干燥速度的物理性质有比重和水分扩散。比重愈大干燥愈慢。因为比重大的木材，其细胞壁较厚，所含的约东水亦较多：约束水移动困难故干燥较慢。水分扩散困难的木材，水分蒸发必慢，干燥速度亦必较慢。一般言之，针叶木材之干燥速度较阔叶木材为怏。（2）厚度木材干燥时，水分是从所有表面（正面、侧面与端面）蒸发，但主要是靠正面，即木板的上下两面。厚度愈大，自心层至上下板面之距离亦愈大；水分移动的距离也就愈远，故干燥速度较慢。一般言之，干燥时间约与厚度的平方成正比。（3）心材与边材边材比；已材干燥快速。因为；已材中含有树脂、丹宁、油分、和其它抽出物阻碍水分的移动。有些阔叶木材如美国的白橡木和黑槐木在心材的管孔中含有许多填充体和其它阻塞物，对水分之移动亦有防碍。是故心材之干燥速度较边材为慢。（4）象锯板与平锯板象锯板又称直纹板，其年轮与板面垂直成900一450角；平锯板又称平纹板，其年轮与板面平行或成00一450角。不论针叶树或阔叶树均含有自髓心向树皮呈辐射状水平排列（与年轮垂直）的木质线，水分在木质线中移动较快。在平锯板面上均为木质线的横断面有助于水分移动蒸发。故平锯板较象锯板干燥为快。木材干燥和平衡含水率的关系木材置于一定的环境下，在足够长的时间后，其含水率会趋于一个平衡值，称为该环境的平衡含水率。当木材含水率高于环境的平衡含水率时，木材会排湿收缩，反之会吸湿膨胀。例如，广州地区年平均的平衡含水率为15.1%，北京地区年平均含水率为11.4%。干燥到11%的木材用于北京是合适的，可用于广州将会吸湿膨胀，产生变形。所以说，木材干燥要适当，并非越干越好。木材属于各向异性材料，如堆积不当或操作基准过硬和处理不及时等，都将使木材产生各种缺陷，如变形、裂纹、发霉、含水